Des expériences au Centre australien de diffusion des neutrons de l'ANSTO et au Synchrotron australien ont révélé le mécanisme de croissance derrière un cristal jumeau inhabituel qui forme des "ailes" jointes dans le médicament antihypertenseur et diurétique le plus couramment prescrit, l'hydrochlorothiazide (HCT).

Dr Alison Edwards, un co-auteur de l'article publié dans Angewandte Chemie les cristaux "papillon" avaient des domaines clairs à gauche et à droite qui partageaient un plan commun.

Bien que la chiralité moléculaire (quand une molécule a une image miroir qui n'est pas superposable) dans les composés pharmaceutiques était bien connue, la structure distinctive des cristaux conjoints symétriques était inhabituelle.

"Cette recherche, qui était dirigée par le professeur Mark Spackman de l'Université d'Australie occidentale et son post-doctorant Dr. Sajesh Thomas (maintenant boursier Marie Curie à l'Université d'Aarhus au Danemark), est précieux en raison de ce qu'il nous apprend sur les processus de cristallisation et la résolution spontanée qui pourraient se produire ou être encouragés à se produire », a déclaré Edwards.

La maîtrise des procédés de cristallisation en milieu industriel est importante, comme dans la fabrication de médicaments.

"Nous savons qu'il y a des molécules utilisées dans les médicaments, dans laquelle une part de la molécule est thérapeutique et l'autre n'est pas ou peut même être nocive.

"Il y a des exemples avec des médicaments pour l'épilepsie, dans laquelle une main prévient les convulsions et l'autre les provoque.

« Le contrôle de la croissance de la forme souhaitée d'un médicament est essentiel.

« Il y a eu des cas tragiques où des médicaments ont été mis sur le marché sous une forme approuvée sous la forme d'un mélange de ses formes droite et gauche - la plus connue est la thalidomide telle que décrite dans Rapports scientifiques en 2018. Le domaine reste d'une importance continue considérable en pharmacie. Les problèmes de contrôle du mode d'action de ce médicament et d'autres restent également un domaine de recherche important - le contrôle de la chiralité est fondamental à cet égard et notre article en donne un aperçu.

"Un autre exemple classique est le limonène, qui a un côté qui a un goût de citron tandis que l'autre a un goût d'orange. La différence de saveur vient de la chiralité de la molécule.

"Comprendre comment les cristaux commencent, ou nucléés, et croître est une information extrêmement utile.

« En HCT, la structure commence à partir d'une face commune avec des domaines gauche et droit dans une orientation spécifique.

"Nous savons que la molécule fait cela depuis très longtemps sans comprendre le mécanisme à l'œuvre, " dit Edwards.

Il n'y a qu'un seul autre cas connu d'une molécule avec un mélange de domaines, appelés énantiomères, présentant une frontière entre deux domaines physiquement séparables.

"Notre étude de diffraction des neutrons sur l'instrument Koala a été entreprise pour déterminer la position des atomes d'hydrogène dans la molécule et comment ils interagissent les uns avec les autres."

"Parce que les neutrons interagissent avec le noyau des atomes d'hydrogène, nous obtenons de vraies distances intermoléculaires."

Dr Ross Piltz, également co-auteur, aidé à affiner les données.

Les chercheurs ont également utilisé des données de micro diffraction des rayons X au synchrotron australien HCT pour confirmer la structure cristalline des ailes jumelles intactes et des ailes séparées du cristal jumeau.

La spectroscopie de dichroïsme circulaire a également permis de différencier les cristaux jumeaux énantiomorphes des autres types de cristaux jumeaux.

Les auteurs ont noté que malgré son utilisation courante, la chiralité conformationnelle subtile et l'apparence persistante des cristaux jumeaux co-joints symétriques de HCT (Forme 1) n'étaient pas connues.